第四章过滤技术

此装置适用于各种滤器，设备要求简单，但压力不够稳定， 操作不当易造成滤层松动，影响过滤质量。
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三、加压过滤装置
在目前生产中多采用加压过滤，主要因为此装置压力稳定、滤 速快、质量好、产量高。加压过滤系统全部保持正压，若滤过 过程中因故停止操作，对滤层影响较小，同时外界空气不易漏 入滤过系统，但此系统需要有离心泵、压滤器等耐压设备
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四、过滤装置 目前生产中经常采用高位静压过滤装置、减压过滤装置、 加压过滤装置三种形式 一、 高位静压过滤装置 此种装置适用于生产量不大、缺少加压或减压设备的情况 ，特别在有楼房时，药液在楼上配液，通过管道在楼下进 行灌封。这一方法压力稳定，质量好，但过滤速度慢。
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二、
减压过滤装置
性 • 最大承耐液压
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• 验证项目 （1）过滤器性能试验
• 尘粒去除率(纯化)测定 • 细菌去除率测定——细菌挑战性试验
（2）过滤器完整性试验试验
• 目的 证明安装正确性、膜完整性、密封良 好性、 孔径分布率
• 试验项目: 起泡点试验
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完整性定义
完好的
完全的 未受损坏的 完整性检测试验的目的是确定滤芯是否完好,不是测量
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3：微孔滤膜滤过器；
（1）微孔滤膜滤过器的安装方式有两种，即圆盘形膜滤器 （单层板式压滤器）和圆筒形膜滤器。 （2）微孔滤膜滤器在使用前需进行装置严密性检查。 （3）圆盘形膜滤器滤膜安装时，反面朝被过滤液体（微孔
滤膜的正反面孔径大小不一，正面孔径小，反面孔径
大，如正面为0.45um，反面1um左右），安装前，滤 膜应放在注射用水中浸渍12小时（70℃）以上。
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过滤方法的选择 1. 根据过滤对象 2. 亲水或疏水 3. 根据过滤阶段 4. 选择孔径 5. 选择材质 6. 选择过滤器形式 7. 选择过滤面积
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第二节
过滤除菌系统的验证
• 关键设备 无菌过滤器 • 制造商需提供的参数
• 细菌截留试验
• 溶出物量及抗氧化能力
• 多次蒸汽灭菌及消毒后是否能保持滤膜的完整
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过滤器
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过 滤 器
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空气过滤器
空 气 过 滤 器 原 理 图
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4：碟式精密过滤器：主要用于原液的精炼，尤其是在除去
口服液等剂型工艺过程中添加的活性碳等添加剂方
面，过滤范围保留颗粒直径≥0.8um1—3m3/hr。
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6：叶滤机：
时，板、框相互间隔装置，转动机头螺旋使板框密合。
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（3）操作时，可将板、框和滤布依次排列，旋转压滤机一 端的机头螺杆，使板、框和滤布压紧，然后将滤浆用 适当的机械压入压滤机。此时滤浆经过通道和滤框上 角的暗孔进入滤框的空间内，滤液通过滤布，沿板上 的沟模流下，经下端滤液口阀流出。
（4）板框压滤机可采用帆布、合成纤维布等作为滤材.
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第四章 过滤技术
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过滤器在医药工业上的用途 • 水和气体的纯化 • 去微粒 • 去细菌
• 分子分离及产品的浓缩
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• 过滤除菌工艺
• 除去对热不稳定的药品溶液或气体中的细菌
与杂质
• 过滤后物料中大于0.2μm的微生物出现概率 ＜10－6
• 应用范围
• 可最终灭菌药品的工艺过程
减压过滤或加压过滤，6号作无菌滤过。
（D）垂熔玻璃滤器化学性质稳定，过滤时无碎渣脱落，吸 附性低，一般不影响药液的PH值，易于清洗。
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（E）新垂熔玻璃滤器使用前处理：检查合格（观察气泡的 大小是否均匀）的垂熔玻璃滤器用纯化水或去离子水抽洗
→抽干后灌满重铬酸钾—浓硫酸或硝酸钾---浓硫酸→任
孔径
u_integtest.ppt 9/4/98
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一、尘粒去除率(源自文库化)测定 • 方法： （1）在过滤膜的上游侧
• 放置一定数量或浓度的试验用粉尘
（2）在过滤膜的下游侧
• 用粒子计数器测定透过滤膜的尘粒数
（3）计算纯化能力
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二、细菌去除率测定（挑战试验） • 生物指示剂 缺陷假单胞菌ATCC 19146（平 均直径为0.3μm，生物活性小）
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（4）圆筒形过滤器: 圆筒形过滤器是由一根或数根微孔滤 膜管组成，将滤膜管密封在耐压滤管内制成，目前将
滤膜制成管状的有多种，如：
A：深度型绝对孔径滤芯： B：DUO—FINE折叠式滤芯： C：POLY---FINE折叠式滤芯： D：WATER--FINE绝对孔径薄膜滤芯：
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2、分类： 过滤操作的推动力是滤饼和过滤介质两侧的压力差,根据 推动力的不同，过滤可分为： （1）常压过滤：依靠悬浮液本身的液位差来进行过滤。 （2）加压过滤：利用压缩空气或往复泵、离心泵等输送悬
浮液所形成的压力作过滤的推动力，压力
一般为3—5kg/cm2，甚至可高达10kg/cm2。
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• 非最终灭菌药品的工艺过程
• 水系统处理
• 气体处理
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第一节 过滤机理与影响因素
一、定义与分类： 1、定义
过滤是使悬浮液通过一种许多毛细孔的过滤介质，使悬浮
固体截留在过滤介质上而达到固相与液相分离的一种操作。 注：完整的过滤操作应包括过滤、洗涤、机械除湿及缺料 四个步骤。
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滤纸纤维、硅藻土、滑石粉、活性炭等。
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2、应用助滤剂的操作方法
（1）把助滤剂加入到全部滤浆中搅匀后滤过，使助滤剂堵
住过滤介质上的细孔，并堆积成较疏松的薄层，一般 助滤剂的用量为滤浆的0.1%
～
5%；
（2）取助滤剂添加适量的滤浆制成糊状，然后过滤，使在 过滤介质上下形成滤渣层，以助过滤，滤渣层的厚度 通常为～5mm； （3）也可合并（1）（2）方法助滤。
（3）真空过滤：利用过滤介质一方抽真空的方法来增加过 步子推动力，推动力的大小与真空度成下
比（但用真空的方法产生的推动力一般不
超过680HHmg） （4）离心过滤：利用高速旋转所产生的离心力作为过滤的 推动力，使悬浮液中固体颗粒与液体分离。
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二：过滤机理 （一）过筛作用 过筛作用:即指滤浆中的大于滤器过滤介质的孔径的颗粒，过 滤时粒全部被截留在过滤介质的表面，又称表面过滤。
2、过滤的介质：滤材的毛细管逾长，管径逾小或数目愈
小，则过滤速度愈慢
3、过滤的压力：过滤介质两侧的压力愈大，滤速也愈快。
4、滤渣的结构与厚度
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第二节 过滤器及助滤剂
一、过滤介质
定义：过滤介质又称滤材，是用于支撑滤饼、阻留颗粒
的一些材料的总称。 （一）过滤介质的质量要求 1、是一种惰性物质； 2、最大限度的滤过液体和阻留颗粒； 3、有一定的机械强度，能耐受过滤时的压力； 4、不吸附或很少吸附溶液。
破坏能力为4Mpa,目前在医药生产中已代替砂滤棒。
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（3）微孔滤膜：是一种高分子薄膜过滤材料，分布有很多 的微孔，孔径从0.025um到14um，微孔薄膜 的膜孔面积占薄膜整个面积的80%，孔径大 小均匀。
（A）微孔滤膜特点：微孔滤膜孔径小、截留能力强、膜滤
器的流速要比其它滤器快、过滤介质的迁移、 不影响药液的PH值、滤膜吸附性小、不滞留药 液、易发生堵塞现象、有些滤膜化学性质不太 稳定。
体），不需事先湿润，孔径均匀，强度高，滤芯100%进
行完整性测试，化学相容性好，无纤维脱落，释放物极 低。
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（d）聚醚砜滤膜（PES）： 是一种亲水性材料，只能过滤液液体，不能过滤空气，通量大，
对蛋白质扩微生物制剂的吸附比尼龙膜和醋膜低。PES膜可制
成棒状滤芯，PES在医药生产中广泛用于水针剂、大输液、血 清、生物制品、蛋白溶液、蛋白重组、无菌水、药品添加剂、 口服/局部药品、抗生素等。 （D）微孔滤膜的性能测试：主要测定孔径大小、孔径分布、
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（二）常用的过滤介质
1：织物介质：
（1）精制棉及帆布、斜纹布、纱布等棉织品：
（2）绢丝织物：能耐稀酸，不耐碱，如生产中用于色素
的脱色。
（3） 合成纤维滤材：较之一般滤材具有较强的耐酸、耐
碱和机械强度，生产中常采用。
2：颗粒介质：
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3：多孔介质：指由各种材料组成具有较多微孔的滤材。 （1）垂熔玻璃滤过器 （A）工业生产目前多用球状与棒状。 （B）垂熔玻璃滤器规格有1---6号，号数越大，孔径越小。 （C）目前在型号选择上，3号常用于常压过滤，4号可用于
维状。
（E）超滤膜的主要性能指标为截留分子量和透水率。
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二、 过滤器 1：小型（盘形）加压过滤器： 2：板框式压滤机：板框式压滤机是一种在加压下间隙操作的 过滤设备，
（1）适用于过滤粘性大、颗粒小及滤饼可压缩的各类难过滤
的物料，特别是适用于含有少量因体的悬浮液，还可用 于过滤温度高（100度或更高）的液体或接近饱和的溶 液。 （2）板框式压滤机是由多个滤板与滤框交替排列组成。装合
（C）微孔滤膜的种类：
（a）醋酸纤维与硝酸纤维素混合酯滤膜：在干热125℃ 以下在空气中是稳定的，在125℃以上就逐渐分解；在PH 值3---10范围内使用，因而磺胺密定钠不宜选用。
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（b） 聚四氟乙烯（PTFE）微孔滤膜：
基本性质：过滤面积可达到0.72um ;最高操作温度为
85℃(在0.176Mpa在力下);最高连续工作压力为 0.42Mpa,25℃度;最大反压差为0.24Mpa,25灭菌 温度为142℃,0.28Mpa,30分钟; PTFE种类：
其自然滴滤滴完→去离子水抽洗， →注射用水抽洗干净 备用。
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（2） 钛滤器：是采用粉末冶金工艺将钛粉末加工制成滤过 元件。 （A）钛滤器有钛滤棒与钛滤片 （B）钛滤器抗热震性能好、强度大、重量轻、不易破除，过 滤阻力小、滤速大。 （C）产品可用于药液脱炭及气体过滤。
（D）钛滤器是一种较好的滤材，抗热疲劳温度300℃，抗内
所用滤布：除棉织和毛织的外，现多用金属丝织成，可 耐滤液的化学腐蚀。 叶滤机的优点：滤饼易于卸除，过滤面积大效率高。
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7、多功能过滤器：
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三、助滤剂 1、要求： （1）具有适当的细度，表面粗糙，形状复杂； （2）分散性好，不漂浮于液面； （3）在滤浆中应形成不可压缩的沉淀，以形成多孔性的滤 渣； （4）不定期溶于溶液，且化学性质稳定。常用的助滤剂有
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滤膜的分类
微孔过滤
用途
去除病原体
去除细菌
去除微粒
孔径 μm 超滤
0.10
0.22
0.45 、0.65、0.80 、1.0
孔径 约5nm 用途 分子分离、病毒分离、胶质分离、水质纯化
反渗透 孔径 约0.5nm 用途 去盐、水质纯化、抗生素浓缩
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（B）微孔滤膜的性质：理化性质稳定，大多能耐高温，适 用于多种药物溶液、稀酸或稀碱。
膜过滤器的主要特性 结构牢固 不论是折叠、覆盖、流速都不会改变膜的性能 曲折路径 更易截留颗粒 截留不一定全部发生在滤膜上面 清洗困难（特别是反冲） 很大的内表面积 尽可能多的吸附颗粒 65-75%的开孔率 具有高流速
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进水
微 孔 滤 膜 原 理
出水
滤芯过滤示意图
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疏水性：用于气体过滤达到无菌，大通量，耐高温，耐
强酸、碱，化学适应性广，用于气体过滤时， 能达到100%0.02um以上各种噬菌体、细菌及微粒； 改良亲水性：用于液体过滤达到无菌，过滤精度可达 0.02um，化学适用性广，耐强酸、碱）。
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PTFE滤膜精度： 0.2um、0.45um、1.0um、2.0um、5.0um。 PTFE使用形式：棒状或折叠式，O型圈材料是硅橡胶、氟橡 胶。 （c）尼龙滤膜： 尼龙滤膜为亲水性（只能过滤液体，不能过滤气
流速等。
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（4） 超滤膜：系由高分子材料制成的具有不对称结构的微 孔膜。 （A）结构：指状孔结构和海绵状孔结构的不对称膜。 （B）超滤膜的孔径为1---20nm，厚度约为01um。 （C）超滤膜根据制备材料，可分为醋酸纤维酯膜、聚砜膜、 聚烯膜、聚酰胺膜等。 （D）超滤的形状根据超滤装置而定，有板状、管状、中空纤
（二）深层过滤
1、定义：深层过滤作用:即将颗粒截留在滤器（如砂棒、垂 熔玻璃漏斗）的深层。 2、深层过滤的机理如下： 1）过滤作用：
2）范德华力的吸附作用，并且在滤器上有静电吸引：
3）颗粒沉积在过滤介质的孔隙上形成“架桥现象”：
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三、过滤的影响因素 1、药液的性质：滤液粘滞度越大，过滤速度逾慢。