SARTOFLOW® Smart ชุดเครื่องกรองและทำความเข้มข้นผลิตภัณฑ์แบบ Crossflow Filtration  ปัจจุบันกระบวนการกรองด้วยเมมเบรนถูกนำมาประยุกต์ใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม

 เช่น อุตสาหกรรมยาในการลดปริมาณแบคทีเรียในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอาหาร หรือรวมถึงงานวิจัยในระดับมหาวิทยาลัย โดยข้อดีของกระบวนการกรองด้วยเมมเบรน คือ สามารถแยกสารละลายได้โดยไม่ต้องใช้สารเคมีเติมลงไปในผลิตภัณฑ์เพื่อป้องกันการเสียสภาพ หากกล่าวถึงการกรองสิ่งที่สำคัญในระบบคือ ความดัน (Pressure) การกรองจะเกิดขึ้นได้นั้นต้องอาศัยความต่างของความดัน เรามารู้จักระบบการกรองแบบ Crossflow Filtration ซึ่งอาศัยความดันต่างระหว่างเมมเบรนหรือที่เรียกว่า “Transmembrane Pressure” (TMP) กันว่าเป็นกระบวนการกรองแบบใดและใช้ในงานลักษณะไหน จาก SPC News ฉบับนี้

ระบบการกรองแบบ Crossflow Filtration คืออะไร?
การกรองแบบ Crossflow หรือที่เรียกว่า การกรองแบบไหลขวางนั้นหรือผู้อ่านอาจจะคุ้นหรือเคยได้ยินคำว่า Tangential Flow Filtration (TFF) ซึ่งเป็นหลักการเดียวกันจะแตกต่างกับการกรองทั่วไปแบบ “Dead End Filtration” หรือการกรองแบบตั้งฉากในลักษณะของทิศทางการไหลของสารละลายไปยังเมมเบรน โดยการกรองแบบ Cross-Flow Filtration สารละลายขาเข้า (Feed) จะถูกป้อนในทิศทางขนานกับเมมเบรนซึ่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าแผ่นเมมเบรนจะถูกกักไว้บริเวณหน้าแผ่นเมมเบรนเรียกว่า “Retentate” หรือ “สารละลายเข้มข้น” (Concentrate) ส่วนอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าจะเคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนไปได้โดยเรียกว่า “Permeater” หรือ “Filtrate” โดยทั้งสองส่วนนั้นขึ้นอยู่กับความต้องของผู้ใช้งาน การกรองด้วยระบบ Crossflow Filtration มีหลากหลายระดับได้แก่ ระดับ Microfiltration, MF หรือระดับ Ultrafiltration, UF เป็นต้น

sar3

ระบบการกรองแบบ Crossflow Filtration เหมาะสมกับงานลักษณะใด?
ระบบการกรองแบบ Crossflow Filtration สามารถใช้ได้ทั้งในงาน upstream process และ downstream process ตัวอย่างเช่น ดังต่อไปนี้

  • ใช้ในด้านการทำให้ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์มากขึ้นหรือมีความเข้มข้นมากขึ้น เช่นในกระบวนการผลิตวัคซีน, Monoclonal antibodies (MAbs) หรือ Reconbinant Protein (Rec. protein)
  • การทำ Molecular Weight Cut-off เพื่อคัดแยกขนาดของ Peptide
  • ใช้ในด้านการทำ Cell Harvest จากถังหมักปฏิกรณ์ชีวภาพ (Fermenter)
  • กระบวนการทำ Cell Clarification เพื่อกำจัด Cell lysate หรืออนุภาคที่ไม่ต้องการออกจากตัวอย่างโปรตีน
  • กระบวนการทำ “Diafiltration” เพื่อเปลี่ยนสารละลายบัฟเฟอร์ หรือ กระบวนการ Desalting Protein แทนวิธีการเดิมคือวิธี Dialysis

sar4

SARTOFLOW® Smart ชุดเครื่องกรองและทำความเข้มข้นผลิตภัณฑ์แบบ Cross-flow Filtration เป็นชุดกรองสำหรับงานระดับ Lab Scale เหมาะสำหรับงานวิจัยระดับ Research & Developmentซึ่งการควบคุมการทำงานของชุดกรองเป็นแบบอัตโนมัติ ซึ่งง่ายและสะดวกต่อผู้ใช้งานมีตัววัดความดัน (pressure sensor) ทั้ง 3 ด้านได้แก่ Feed, Retentate และ Permeate องค์ประกอบของชุดกรองจะประกอบมาพร้อมกับถังสำหรับบรรจุผลิตภัณฑ์ (Feed tank) และปั๊มสำหรับผลักให้สารละลายไหลผ่านไปยังแผ่นเมมเบรนซึ่งประกอบกับชุดจับยึดแผ่นกรองโดยมีพื้นที่การกรองตั้งแต่ 0.02-0.14 ตารางเมตร ซึ่งวัสดุของแผ่นเมมเบรนจะทำมาจาก Cellulose หรือ PESU (Polyethersulfone) ที่มีขนาดรูกรองต่างกันสามารถใช้งานได้ทั้ง Ultrafiltration และ Microfiltrationโดยขึ้นอยู่กับผู้ใช้งาน ระบบควบคุมการทำงานของชุดกรองเป็นทำงานด้วยการควบคุมด้วยระบบ Software DCU โดยสามารถป้อนคำสั่งหรือตั้งค่า parameter ในการทำงานผ่านหน้าจอแบบสัมผัส (Touch screen) ขนาด 7 นิ้ว ชุดเครื่องกรองและทำความเข้มข้น ผลิตภัณฑ์แบบ Crossflow Filtration สามารถตั้งค่าการทำงานเป็น step ได้ซึ่งง่ายต่อการใช้งาน เช่น Con-Di-Con เพื่อทำความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์, Flushing สำหรับการล้างระบบ, Drain/hav สำหรับระบายหรือHarvest ผลิตภัณฑ์จากระบบ เป็นต้นและสามารถตั้งค่า Password ได้ 3 ระดับ เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงข้อมูลหรือเปลี่ยนการตั้งค่าการทำงานของระบบ จากข้อมูลดังกล่าวผู้เขียนคาดหวังว่าชุดเครื่องกรองและทำความเข้มข้นแบบ Crossflow Filtration รุ่น Sartoflow Smart สามารถตอบโจทย์การทำงานวิจัยในระดับมหาวิทยาลัยหรือโรงงานอุตสาหกรรมในส่วนของวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ (R&D) ได้เป็นอย่างดี