Qual é a diferença entre filtração de fluxo normal e filtração de fluxo tangencial?
Entre os vários métodos de filtração disponíveis, a filtração de fluxo normal (NFF) e a filtração de fluxo tangencial (TFF) são dois métodos comumente usados em clarificação e separação para processamento a montante e a jusante no processo de fabricação de produtos biofarmacêuticos. Neste artigo explicaremos as diferenças entre TFF e NFF, e suas respectivas vantagens e desvantagens.
Entenda a filtragem de fluxo normal
A filtração de fluxo normal (também conhecida como filtração sem saída) é um método de filtração convencional em que as soluções fluem verticalmente através da membrana. Moléculas maiores que os poros da membrana retêm e moléculas menores passam.
Vantagens:
A filtração de fluxo normal é amplamente utilizada em vários setores por muitos anos, o que torna mais fácil encontrar filtros e membranas adequados. O sistema de filtração de fluxo normal é simples e fácil de configurar do que o sistema TFF.
Desvantagem:
No entanto, a filtração de fluxo normal tem a desvantagem de que as macromoléculas tendem a acumular-se na superfície da membrana, formando uma camada conhecida comobolo de filtro. À medida que o tempo de filtração aumenta, esta camada fica mais espessa, levando à redução da eficiência da filtração e a uma vida útil mais curta da membrana.
Entenda a filtragem de fluxo tangencial
Na filtração de fluxo tangencial, o fluido flui tangencialmente através da superfície da membrana e a diferença de pressão transmembranar criada pelo fluido pressiona uma porção da solução contra a membrana do filtro, enquanto a porção retida circula de volta através do sistema.
Vantagens:
1. Sem bolo de filtro
Nas filtrações de fluxo tangencial, a amostra flui e enxagua a superfície da membrana, o que evita o acúmulo de macromoléculas e minimiza a polarização da concentração devido à redução da taxa de fluxo. Assim, garante uma taxa de fluxo consistente e prolonga significativamente a vida útil da membrana do filtro. Além disso, a pressão transmembrana é determinada e mantida, permitindo que um grande volume seja processado utilizando uma área superficial de membrana ideal.
2. Separação Suave:
O TFF opera a baixa pressão transmembranar, o que garante uma separação suave e uma tensão de cisalhamento mínima em biomoléculas sensíveis. A taxa de cisalhamento pode ser regulada com precisão modificando a taxa de fluxo de alimentação.
3. Concentração e Diafiltração
Além disso, o permeado que passa pela membrana é coletado, enquanto o líquido restante é reciclado e concentrado, o que possibilita a troca de tampões (diafiltração) durante a filtração de fluxo tangencial.
4. Aumento de escala linear
Por último, os sistemas TFF são modulares por natureza, permitindo flexibilidade no aumento da área de filtração adicionando mais módulos ou aumentando o comprimento (módulos de fibra oca). Por esse motivo, a maioria dos dispositivos TFF são linearmente escaláveis.
5. Reutilizável
Com limpeza e armazenamento adequados, os dispositivos TFF podem ser reutilizados, o que reduz significativamente os custos de consumíveis em comparação com a filtração de fluxo normal.
Desvantagem:
Complexidade:Para alcançar o desempenho ideal, é essencial ajustar as condições operacionais, incluindo pressão transmembrana, velocidade de fluxo cruzado e temperatura, etc.
Portanto, os sistemas TFF podem ser mais complexos de configurar e operar em comparação com a filtragem de fluxo normal, exigindo equipamentos adicionais, como suportes, bombas, sensores de pressão, e incorrendo no custo de implementação de sistemas de controle robustos para manter condições operacionais ideais. O que também levará a um custo de investimento inicial mais alto.
