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생산공정 Depth필터 Sacle-Up

전통적인 필터 Scale-Up 방식

Traditional Filter Sizing.png

공정조건 그래프 면적계산공식

여과액 : Albumin

공극크기 : 0.2um

여과량 : 1,000L

여과시간 : 30min

평균차압 : 60mbar

점도 : 5cp

운용온도 : 50C

유속 : 33L/min

여과액 : DI Water

필터길이 : 10"

필터면적 : 0.55m2

평균차압 : 60mbar

운용온도 : 25C

유속 : 7.5L/min

물의유속(50도) = {물의점도(25도) x 물의점도(50도)}/물의유속(25도)

필터갯수(EA) = 생산공정의 알부민유속(50도)/물의유속(50도)

필터면적(m2) = 계산된 필요필터갯수 x 10" 면적(0.55m2)

필요필터갯수(EA) = 필터갯수 x Safety Factor(1.3 - 1.5)

필요면적(m2) = 필터면적 x Safety Factor(1.3 - 1.5)

위의 공식을 이용하여 계산하면

물의유속(50도) = (1cp/0.55cp)/7.5L/min = 13.6L/min

필터갯수(EA) = 33L/min / 13.6L/min = 2.5개/10"

필터면적(m2)= 2.5개/10" x 0.55m2 = 1.375m2

필요필터갯수(EA) = 2.5개/10" x 1.3(Safety Factor) = 3개/10"

필요필터면적(m2) = 1.375m2 x 1.3(Safety Factor) = 1.7875m2

점도와 온도 상관관계.png

단점

 여과액과 DI Water의 입자분포가 다르기 때문에 언제 필터가 막힐 것인가에 대해서 예측할 수 없기 때문에 Safety factor값의 차이로 인한 Oversizing 또는 Undersizing이 될 수 있습니다.필터 면적계산을 위하여 필터 그래프를 사용하면 이론적인 계산이기 때문에 생산공정 조건에 대한 검증이 어렵습니다.


실험실 테스트를 통한 Scale Up 방식

Scale_up_steps.png

Scale Up kit-1.png


심층필터(Depth Filter) 여과의 경우

 표준 심층 여과용 심층 필터(예: FIBRAFIX ® 또는 PURAFIX ® )는 두께가 3~4mm이고 정제된 셀룰로오스 섬유와 규조토 및 Perlite와 같은 분말 첨가제의 혼합으로 구성됩니다. 이러한 구성으로 인해 여과용액은 3차원 비대칭 섬유 네트워크를 통해 흐르고 고체 성분은 심층 필터 시트 내부의 흡착 효과뿐만 아니라 기계적 및 동전기적 효과에 의해 제거됩니다. 이는 멤브레인 필터에 비해 흡입 및 흡착 용량을 크게 증가시킵니다.

Sizing 공식-Depth 필터.png

Aprod. [m²] 생산공정에 필요한 필터면적 Necessary filter area in production scale (for the respective batch size)
Atest [m²] 실험실 테스트에 사용된 필터면적 Filter area used for laboratory scale tests
Vprod. [L] 생산용액량(Batch size) Volume in production scale (Batch size)
Vtest [L] 실험실 테스테에 사용된 용액량Volume filtered in laboratory tests


탈색(Decolorization)의 경우

 탈색을 위한 심층 필터는 두께가 3~4mm이고 정제된 셀룰로오스 섬유와 규조토, Perlit 및 활성탄과 같은 분말형 첨가제가 포함되어 있습니다. 이러한 조성으로 인해 액체는 3차원 비대칭 섬유 네트워크를 통해 흐르고 용해성 분자(예: 색 분자)는 심층 필터 시트 내부의 흡착 메커니즘에 의해 제거됩니다. 분말활성탄과 달리 고정활성탄은 취급이 간편하고 먼지 발생을 최소화하면서 탈색을 할 수 있습니다.

Sizing 공식-Depth 필터.png

Aprod. [m²] 생산공정에 필요한 필터면적 Necessary filter area in production scale (for the respective batch size)
Atest [m²] 실험실 테스트에 사용된 필터면적 Filter area used for laboratory scale tests
Vprod. [L] 생산용액량(Batch size) Volume in production scale (Batch size)
Vtest [L] 실험실 테스테에 사용된 용액량Volume filtered in laboratory tests


충적필터(Alluvial Filter) 여과의 경우

 충적여과용 심층필터(예: FIBRAFIX® 또는 PURAFIX®)는 두께가 3~4mm이고 정제된 셀룰로오스 섬유와 규조토 및 Perlite와 같은 분말 첨가제의 혼합으로 구성됩니다. 더 높은 여과 용량을 달성하기 위해 여과 보조제(일반적으로 규조토)를 여과되지 않은 제품에 추가합니다. 세포나 세포 조각과 같은 고체 입자는 여과보조제로 형성된 필터 케이크 내부에 잡히게 되며 일부 더 작은 고체 입자는 심층 필터 시트 내의 기계적 및 동전기적 효과에 의해 비대칭 섬유 네트워크 내부에 잡히게 됩니다.. 이는 멤브레인 필터 및 표준 심층 여과에 비해 흡입 및 흡착 용량을 크게 증가시킵니다.

Sizing 공식-Depth 필터.png Sizing 공식-Alluvial 필터-cake량 계산.png

Aprod. [m²] 생산공정에 필요한 필터면적 Necessary filter area in production scale (for the respective batch size)
Atest [m²] 실험실 테스트에 사용된 필터면적 Filter area used for laboratory scale tests
Vprod. [L] 생산용액량(Batch size) Volume in production scale (Batch size)
Vtest [L] 실험실 테스테에 사용된 여과볼륨Volume filtered in laboratory tests
cprod. [m³] 생산공정에 사용량 필터보조제의 량(Filter Aids,규조토,Perlite,활성탄)
ctest [m³] 실험실테스트에 사용된 필터보조제의 량(Filter Aids,규조토,Perlite)



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