השיטות לניקוי קרום מסנן זרימה טנגנטיאלית

השיטות לניקוי קרום מסנן זרימה משיקית

בתחום הביו-פרמצבטיקה, נעשה שימוש נרחב בקלטות ממברנות זרימה משיקות או סיבים חלולים בבירור, ריכוז, הסרת מלח והסרה של אנדוטוקסינים. כמעין קרום סינון מדויק, הם יכולים להפריד ביעילות ובמהירות בין אובייקט המטרה לבין זיהומים, אך לאחר השימוש יצטברו בקרום מזהמים שונים, וכתוצאה מכך ביצועי הממברנה מופחתים וקיצור חיי הממברנה. על מנת לשחזר את ביצועי ממברנת המסנן, להגן על ממברנת המסנן מפני זיהום וחסימה ולהימנע מזיהום צולב בין אצוות, ניקוי ממברנת המסנן לאחר השימוש הוא חלק חשוב מאוד בתחזוקה היומיומית.

 

לכן, ישנה משמעות מעשית לדון באמצעים הטכניים לשחזור הזיהום של קרום המסנן. מאמר זה יציג מספר טכנולוגיות ניקוי של קרום מסנן.

 

מטרת ניקוי הממברנה היא לאמץ שיטות ניקוי סבירות לניקוי וחידוש הממברנה המזוהמת, להרוס את שכבת הספיגה המומסת על פני הממברנה, להסיר את הזיהומים בנקבוביות הממברנה ולהחזיר את הממברנה לשטף המקורי ככל אפשרי. טכנולוגיית ניקוי ממברנות מסננים כוללת בעיקר ניקוי פיזי, ניקוי כימי וניקוי ביולוגי.

ניקיון פיזי

הטכנולוגיה הנפוצה של הניקוי הפיזי היא טכנולוגיית ניקוי הידראולי וטכנולוגיית פולס גז-נוזל, שהיא שיטת הניקוי הבסיסית לשלב הראשוני של זיהום ממברנת המסנן, המשמשת בעיקר לסילוק זיהום הפיך של ממברנת המסנן. טכנולוגיית הניקוי הידראולי כוללת בעיקר שיטת זרימה בלחץ נמוך במהירות גבוהה, שיטת ניקוי בלחץ הפוך, שיטת ניקוי איזוברית ושיטת ניקוי בלחץ שלילי וכו', מתייחסת לרוב לשיטת הסרת מזהמי ממברנה באמצעות גז, מים או נוזל מעורב של מים ואוויר בכיוון הפוך או משיק. טכנולוגיית ניקוי דופק גז-נוזל היא להפנות גז בלחץ גבוה לתוך הרווח של מכשיר מסנן הממברנה כדי להרחיב את חור הממברנה, ואז המזהמים נשטפים על ידי הנוזל. בנוסף, יושמו גם טכנולוגיות ניקוי פיזיות כגון ניקוי קולי, רטט מכני, ניקוי כדורי ספוג וניקוי שדות חשמליים בפולסים.

 

ניקוי כימי

כאשר השפעת הניקוי הפיזי אינה טובה, ניתן להשתמש בניקוי כימי, ושיטה זו היא השיטה הנפוצה ביותר לניקוי מזהמים ביולוגיים. ניקוי כימי הוא שימוש בתגובה בין חומרי ניקוי לנקבוביות הממברנה ומזהמי פני השטח כדי להסיר ניקוי פיזי שקשה להסיר את הזיהום. ניקוי כימי צריך לשקול גם גורמים כמו זמן ניקוי, טמפרטורה וסוגי תרופות. בפעולה בפועל של מערכת ממברנות המסנן, יש לבחור את חומר הניקוי הלא רעיל והבלתי מזיק בעל אפקט ניקוי טוב בהתאם לחומר ולחומר הממברנה המטופלים.

 

 

עקרונות לבחירת חומרי ניקוי כימיים:

לא יכולות להתרחש תגובות כימיות עם ממברנת האולטרה סינון וחומרים אחרים של הרכיב.

הבחירה של תרופות כדי למנוע זיהום משני ניקוי ממברנות אולטרה-פילטרציה.

 

ניקוי תמיסת חומצה: תמיסות חומצה נפוצות הן חומצה הידרוכלורית, חומצת לימון, חומצה אוקסלית וכו', ה-PH של התמיסה המוכנה הוא {{0}} (ערך ה-PH הספציפי תלוי בסוג החומר), ניקוי מחזור {{ 3}}.5-1שעות או להשרות 0.5-1שעות לפני ניקוי מחזור, שיכול להסיר ביעילות מזהמים (DNA, פוליסכריד, תאי חיידקים ולכלוך לא אורגני).

 

ניקוי תמיסת אלקלי: האלקלי הנפוץ העיקרי הוא NaOH, ריכוז התמיסה המוכנה הוא {{0}}.5M, PH=10-12 (הריכוז הספציפי וערך ה-PH תלויים בסוג החומר), מחזור ניקוי 0.5-1שעות או להשרות 0.5-1שעות לפני ניקוי מחזור, שיכול להסיר ביעילות חומרים מזהמים (תרכובות חלבון, שומנים ופוליסכרידים).

 

חומר פעיל שטח: חומרים פעילי שטח בשימוש נפוץ הם SDS (סודיום דודקיל סולפונט), Tween 80, Triton X-100 (חומר פעיל שטח לא יוני), ניקוי מחזורי 0.5-1h או השרייה 0.5-1 שעות לפני ניקוי מחזור, שיכול להסיר ביעילות חומרים מזהמים (חלבונים, שמנים וביו-פולימרים אחרים), אבל השימוש בחומרי שטח בלבד אינו טוב. צריך לשלב עם חומרי ניקוי אחרים.

 

מנקה מחמצן: כאשר תמיסת חומצה-בסיס וחומר פעיל שטח אינם פועלים, ניתן להשתמש ב-200-400mg/L כלור פעיל (500-1000mg/L NaClO תמיסה מימית), PH=10-11, ניקוי מחזורי {{ 4}}.5-1שעות או השרייה 0.5-1שעות לפני ניקוי מחזורי. בנוסף, 1-3% H2O2 ואשלגן פרמנגנט מראים גם הם אפקט ניקוי טוב במקרים מסוימים. H2O2 ו-NaClO הם קוטלי פטריות נפוץ.

 

0.5M NaOH+200-400 PPM NaClO (25-45תוֹאַר), שהוא חומר הניקוי הטוב ביותר עבור מזהמים ביולוגיים.NaOH יכול לבצע הידרוליזה יעילה של רוב החלבונים, השומנים ותרכובות פוליסכרידים. הוספת NaClO לתמיסת NaOH יכולה לשפר את יכולת הניקוי. מגיב NaClO יכול לחמצן ולפרק לכלוך חלבוני ולכלוך אורגני אחר מבלי להשפיע על פני השטח של נירוסטה. הליך הניקוי הרגיל הוא ניקוי מחזורי {{0}}.5-1שעה או להשרות 0.5-1שעות ולאחר מכן ניקוי מחזורי.

 

מצב ניקיון

תנאי הפעלה כגון הפרש לחץ הפעלה, זמן הפעלה, טמפרטורת הפעלה וקצב זרימת כניסה הם גורמים חשובים המשפיעים על אפקט הניקוי במהלך תהליך הניקוי.

 

בנסיבות רגילות, קצב זרימת הכניסה נשלט ב-{{0}}L/min/m², טמפרטורת הניקוי נשלטת ב-20-50 מעלות, וזמן הניקוי נשלט ב-{{4} }.5-1.0ח. לניקוי הפרש לחצים, מומלץ בדרך כלל להגיע ל-30-50% מקצב זרימת הכניסה דרך קצב הזרימה. מכיוון שגודל הנקבוביות של ממברנת המסנן שונה, ועם העלייה בשימוש בממברנת המסנן, הפרש לחץ הניקוי אינו ודאי, אז אין לקחת דוגמאות בפירוט. הערה: באופן כללי, TMP לא יעלה על 1.5בר ולחץ הכניסה לא יעלה על 2bar. אם במהלך הניקוי הראשון, ניתן לשלוט בלחץ ההזנה מתחת ל-1bar, ואת לחץ ההחזרה ניתן לשלוט על כ-0.5bar.

 

 

שיטות מומלצות לניקוי זיהום ביולוגי

בנסיבות רגילות, ניתן לנקות את רוב המוצרים הביולוגיים לחלוטין בטמפרטורת החדר באמצעות תמיסת {{0}}.5M NaOH למשך 0.5-10שעות.

 

להלן מספר שיטות ניקוי מיוחדות.

 

 

ניקוי ביולוגי

ניקוי ביולוגי מתייחס להסרה או פירוק של מזהמים כמו פוליסכרידים וחלבונים בחומרים המזוהמים של קרום המסנן באמצעות חומרים ביולוגיים או אנזימים בעלי פעילות ביולוגית גבוהה.

 

 

חומר ניקוי אנזים: כגון 0.5-1.5% פפסין, טריפסין וכו', יכולים להסיר ביעילות חלבון, פוליסכריד וחומרי זיהום שמן. מכיוון שתגובת האנזים אורכת זמן מסוים, ובדרך כלל התגובה אינה שלמה, והוא גם חלבון, היא תיצור זיהום חדש, ולכן יש צורך לנקות שוב עם חומרי ניקוי אחרים, ולכן, השימוש בחומרי ניקוי אנזימים הוא הכי פחות מומלץ מבין כל חומרי הניקוי.

 

 

לגבי Guidling

Guidling Technology הוא מיזם היי-טק לאומי המתמקד בביו-פרמצבטיקה, תרבית תאים, טיהור וריכוז של ביו-רפואה, אבחון ונוזלים תעשייתיים. פיתחנו בהצלחה מכשירי סינון צנטריפוגליים, קלטות אולטרה סינון ומיקרו סינון, מסנן וירוסים, מערכת TFF, מסנן עומק, סיבים חלולים וכו' העונים במלואם על תרחישי היישום של ביו-פרמצבטיקה, תרבית תאים וכן הלאה. הממברנות ומסנני הממברנות שלנו נמצאים בשימוש נרחב בריכוז, מיצוי והפרדה של סינון מקדים, מיקרו-פילטרציה, אולטרה-פילטרציה וננו-סינון. קווי המוצרים הרבים שלנו, החל מסינון מעבדה קטן וחד פעמי ועד למערכות סינון ייצור, בדיקות סטריליות, תסיסה, תרבית תאים ועוד, עונים על צורכי הבדיקה והייצור. Guidling Technology מצפה לשתף פעולה איתך!