Integrated Filters - When to choose Ultrafiltration over Microfiltration in PURELAB® Chorus

Význam tématu

Filtrace představuje nezbytný krok ve výrobě vysoce čisté vody pro laboratoře a průmyslovou analytiku. Slouží jako poslední ochranná bariéra proti nežádoucím částicím a mikroorganismům, které by mohly ovlivnit citlivé analytické postupy a biologické reakce.

Cíle a přehled článku

Text popisuje rozdíly mezi integrovanou mikrofiltrací a ultrafiltrací v systému PURELAB Chorus. Cílem je objasnit, kdy je vhodné použít ultrafiltrační modul namísto mikrofiltračního a jaké typy kontaminantů jsou z jednotlivých proudů vody odstraňovány.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza se opírá o parametrická data o velikosti pórů membrán a jejich schopnosti zachytávat různé druhy nečistot. Instrumentace zahrnuje:

• Integrovaný systém PURELAB Chorus sestávající z předúpravy, reverzní osmózy (RO), výměnných ionexů, UV lampy a chemické sanitizace
• Mikrofiltrační moduly s velikostí pórů 0,05–0,22 µm v konfiguraci bodu spotřeby
• Ultrafiltrační moduly s póry 0,001–0,1 µm, uspořádané jako dutá vlákna pro zvýšení průtoku a možností průtokové (cross-flow) filtrace

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání mikrofiltrace a ultrafiltrace ukazuje:

• Mikrofiltrace zajišťuje odstranění částic větších než 0,05 µm a redukci bakterií pod 0,1 CFU/ml, ideální pro přípravu mobilních fází HPLC
• Ultrafiltrace zachytí částice nad 0,003 µm, včetně makromolekulárních proteinů, odstraňuje organické zbytky, nukleázy RNázy a DNázy, endotoxiny a pyrogeny
• Průtoková filtrace u ultrafiltrace snižuje tvorbu usazenin a prodlužuje životnost membrány
• Integrovaný přístup zvyšuje konzistenci kvality vody a minimalizuje riziko bakteriální kontaminace před použitím

Přínosy a praktické využití metody

Volba vhodného filtračního modulu přináší:

• Spolehlivou přípravu mobilních fází pro HPLC, odstranění stopových organických nečistot a bakterií
• Ultrapřipravenou vodu pro molekulární biologie, PCR, kultivační médium a další aplikace citlivé na nukleázy a endotoxiny
• Snížení provozních nákladů díky integrované regeneraci a minimalizaci výměnných filtrů

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj membránových technologií směřuje k:

• Novým polymerním materiálům s vyšší propustností a selektivitou
• Pokročilým senzorům inteligentně monitorujícím fouling a kvalitu permeátu v reálném čase
• Miniaturizaci modulů pro laboratorní automaty a propojení systémů do digitálního ekosystému

Závěr

Výběr mezi mikrofiltrací a ultrafiltrací závisí na požadované úrovni odstranění kontaminantů. Pro obecné analytické účely stačí mikrofiltrace, pro náročné biologické a molekulární aplikace je nezbytná ultrafiltrace. Integrovaný systém PURELAB Chorus umožňuje flexibilní konfiguraci a vysokou spolehlivost dodávané vody.

Reference

• ELGA LabWater Technology Note TN38, VWS (UK) Ltd. 2013
• Osmonics Inc. Technology Note 38, Minnetonka Minnesota USA 1998