Quelle est la différence entre la filtration à flux normal et la filtration à flux tangentiel ?
Parmi les différentes méthodes de filtration disponibles, la filtration à flux normal (NFF) et la filtration à flux tangentiel (TFF) sont deux méthodes couramment utilisées en matière de clarification et de séparation pour le traitement en amont et en aval du processus de fabrication de produits biopharmaceutiques. Dans cet article, nous expliquerons les différences entre TFF et NFF, ainsi que leurs avantages et inconvénients respectifs.
Comprendre la filtration à débit normal
La filtration à débit normal (également connue sous le nom de filtration sans issue) est une méthode de filtration conventionnelle selon laquelle les solutions s'écoulent verticalement à travers la membrane. Les molécules plus grosses que les pores de la membrane sont retenues et les molécules plus petites passent à travers.
Avantages :
La filtration à débit normal est largement utilisée dans diverses industries depuis de nombreuses années, ce qui facilite la recherche de filtres et de membranes appropriés. Le système de filtration à débit normal est simple et facile à installer que le système TFF.
Désavantage:
Cependant, la filtration à débit normal présente l'inconvénient que les macromolécules ont tendance à s'accumuler à la surface de la membrane, formant une couche connue sous le nom degâteau de filtration. À mesure que le temps de filtration augmente, cette couche devient plus épaisse, ce qui entraîne une efficacité de filtration réduite et une durée de vie plus courte de la membrane.
Comprendre la filtration à flux tangentiel
Dans la filtration à flux tangentiel, le fluide s'écoule tangentiellement à travers la surface de la membrane et la différence de pression transmembranaire créée par le fluide presse une partie de la solution contre la membrane filtrante, tandis que la partie retenue circule à travers le système.
Avantages :
1. Pas de gâteau de filtration
Dans les filtrations à flux tangentiel, l'échantillon s'écoule et rince la surface de la membrane, ce qui empêche l'accumulation de macromolécules et minimise la polarisation de la concentration due à un débit réduit. Ainsi, il garantit un débit constant et prolonge considérablement la durée de vie de la membrane filtrante. De plus, la pression transmembranaire est déterminée et maintenue, ce qui permet de traiter un grand volume en utilisant une surface membranaire optimale.
2. Séparation douce :
TFF fonctionne à faible pression transmembranaire, ce qui garantit une séparation douce et une contrainte de cisaillement minimale sur les biomolécules sensibles. Le taux de cisaillement peut être régulé avec précision en modifiant le débit d'alimentation.
3. Concentration et diafiltration
De plus, le perméat qui traverse la membrane est collecté, tandis que le liquide restant est recyclé et concentré, ce qui permet d'échanger des tampons (diafiltration) lors de la filtration à flux tangentiel.
4. Mise à l'échelle linéaire
Enfin, les systèmes TFF sont de nature modulaire, ce qui permet d'augmenter la zone de filtration en ajoutant plus de modules ou en augmentant la longueur (modules à fibres creuses). Pour cette raison, la plupart des appareils TFF sont évolutifs de manière linéaire.
5. Réutilisable
Avec un nettoyage et un stockage appropriés, les appareils TFF peuvent être réutilisés, ce qui réduit considérablement les coûts des consommables par rapport à la filtration à débit normal.
Désavantage:
Complexité:Pour obtenir des performances optimales, il est essentiel d’affiner les conditions de fonctionnement, notamment la pression transmembranaire, la vitesse du flux transversal, la température, etc.
Par conséquent, les systèmes TFF peuvent être plus complexes à installer et à exploiter que la filtration à débit normal, nécessitant des équipements supplémentaires tels que des supports, des pompes, des capteurs de pression, et entraînant le coût de mise en œuvre de systèmes de contrôle robustes pour maintenir des conditions de fonctionnement idéales. Ce qui entraînera également un coût d’investissement initial plus élevé.
